[논문 리뷰] Alternative Agriculture Land-Use Transformation Pathways by Partial-Equilibrium Agricultural Sector Model: A Mathematical Approach

Malvika Kanojia, Prerna Kamani외 4명|arXiv (Cornell University)|2023. 08. 12.

Agriculture Sustainability and Environmental Impact인용 수 9

한 줄 요약

이 논문은 외부효과 과세 하에서 토지 이용 변화 경로를 탐구하기 위해 Partial-Equilibrium Agricultural Sector Model을 사용하고, 작물 관리 및 관리 변화 시나리오를 통해 배출량, 생물다양성, 물 사용, 인(P) 오염에 미치는 영향을 평가한다.

ABSTRACT

Humanity's progress in combating hunger, poverty, and child mortality is marred by escalating environmental degradation due to rising greenhouse gas emissions and climate change impacts. Despite positive developments, ecosystems are suffering globally. Regional strategies for mitigating and adapting to climate change must be viewed from a global perspective. The 2015 UN Sustainable Development Goals reflect the challenge of balancing social and environmental aspects for sustainable development. Agriculture, vital for food production, also threatens Earth systems. A study examines the interplay of land-use impacts, modeling crop and livestock trade, and their effects on climate, biodiversity, water, and land using a Partial-Equilibrium Agricultural Sector Model. Different scenarios involving taxing externalities related to Earth processes were tested. Results show synergies in reducing emissions, biodiversity loss, water use, and phosphorus pollution, driven by shifts in crop management. Nitrogen application and deforestation scenarios exhibit weaker synergies and more conflicts. The study offers insights into SDG interactions and the potential for sustainable farming.

연구 동기 및 목표

• SDGs의 맥락에서 토지 이용 결정 평가를 통해 지속 가능한 농업의 글로벌 도전에 대응한다.
• 작물 및 가축 무역 간의 상호작용과 환경 결과(배출, 생물다양성, 물, 인(P) 오염)를 모델링한다.
• 외부효과 과세 및 작물 관리 변화가 환경 지표와 트레이드오프에 미치는 영향을 평가한다.
• 기후 및 생태 제약 하에 지속 가능한 농업을 위한 정책 설계에 정보를 제공한다.

제안 방법

• 토지 이용 및 무역 역학을 시뮬레이션하기 위해 Partial-Equilibrium Agricultural Sector Model을 활용한다.
• Earth-system externalities에 대한 과세를 포함하는 시나리오를 테스트한다.
• 배출, 생물다양성 손실, 물 사용 및 인(P) 오염을 포함한 환경적 결과를 분석한다.
• 환경 시너지를 촉진하는 작물 관리 변화의 역할을 평가한다.
• 질소 적용 변화 및 삼림 벌채를 포함한 시나리오를 비교하여 상대적 시너지 강도를 평가한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 부분균형 프레임워크에서의 토지 이용 변화가 배출, 생물다양성, 물 사용 및 인(P) 오염에 어떻게 영향을 미치는가?
• RQ2 Earth-system externalities에 대한 과세를 적용할 때 어떤 환경 시너지가 발생하는가?
• RQ3 환경 부담 감소를 극대화하는 작물 관리 변화는 무엇이며, 트레이드오프 또는 충돌은 어디에서 나타나는가(예: 질소 시용, 삼림 벌채)?

주요 결과

• 작물 관리 변화에 의해 배출, 생물다양성 손실, 물 사용 및 인(P) 오염 감소에 시너지가 있다.
• 질소 시용 변화 및 삼림 벌채 시나리오는 시너지가 더 약하고 충돌이 더 많음을 보인다.
• 본 연구는 SDG 간의 상호작용과 정책 및 관리 변화에 의한 지속 가능한 농업 가능성에 대한 통찰을 제공한다.